ТЕМА 25. Холодильне обладнання
2. 1. Способи отримання холоду.
Холод отримав широке застосування особливо в закладах ресторанного господарства, охолодження напої, виготовлення кускового льоду та консервній промисловості для охолодження продуктів, при необхідності зупинити дію високих температур після бланшування, ошпарювання, пастеризації і знизити температуру перед фасуванням. Крім того охолодження продукту здійснюється для прискорення і повноти дифузійних процесів (насичення соків вуглекислим газом, сульфітації фруктового пюре, дифузії цукру в плоди), а також при підготовці продуктів до тривалого зберігання при понижених температурах. Холод також застосовується при концентрації соків методом виморожування.
Існує декілька способів отримання низьких температур – штучного холоду. Найбільш простий із них – охолодження продукту за допомогою таючого льоду, теплота розтавання якого рівна 335кДж/кг.
Другий спосіб – охолодження продукту сухим льодом (твердою вуглекислотою) сухий лід має властивість сублімації, тобто із твердого стану переходити в газоподібний. Температура сублімації сухого льоду при атмосферному тиску - -78,90С, при цьому кожний кілограм сублімірованого льоду забирає 574 кДж/кг тепла.
Сухий лід укладають на поверхню упаковок продуктів та між ними і використовують як охолоджувальне середовище для зберігання морозива, фруктів та ягід.
Здійснити охолодження за допомогою плавлення льоду або сублімації вуглекислого газу можна лише маючи значні запаси робочої речовини.
Третій спосіб - отримання холоду за допомогою холодильної машини – оснований на кипінні рідких тіл (при низьких температурах кипіння). Понижений тиск в випарниках холодильної установки підтримується при цьому компресором. При кипінні теплоносій поглинає із охолоджуючого середовища тепло, що веде до її охолодження.
Термодинамічний процес або цикл здійснюється за допомогою холодильного агента (робочого тіла).
При нормальному атмосферному тиску 0,1 МПа холодильний агент повинен мати достатньо низьку температуру кипіння, щоб під час роботи холодильної машини не було розрідження у випарнику. Наприклад, для аміаку NH3 температура кипіння при 0,1 МПа становить 33,4 °С.
Основними видами холодильних агентів є вода, аміак, фреони та повітря.
Воду використовують в установках кондиціювання повітря та абсорбційних холодильних машинах.
Аміак має невеликий питомий об'єм при температурі кипіння -70 °С, велику теплоту пароутворення, незначну розчинність в мастилі та інші переваги. Його застосовують у поршневих компресійних та абсорбційних холодильних машинах.
Фреони – це галогенопохідні насичених вуглеводнів, які отримують заміною атомів водню в насиченому вуглеводні СnH2n+2 атомами фтору, хлору, брому. Фреони є хімічно інертними і практично вибухобезпечними.
Будь-який холодильний агент позначається символами RN, де R – Refrigerant (охолоджувач, холодильний агент), N – номер холодильного агента.
Установки в яких використовується третій спосіб отримання холоду називаються компресійними.
Низькі температури можна отримати і термоелектричним способом (ефект Пельтьє), магнітним вихровим способами. Проте із-за високої вартості виробництва холоду ці способи не найшли застосування в промисловості.